为适应新型1024×768元大面阵高分辨率非制冷红外探测器及红外热成像系统小型化的需求,采用机械正组补偿式连续变焦结构形式,并通过合理分配各透镜的光焦度,设计了一种焦距为25～75 mm、工作波段为8～12 m、 F数为1.2的非制冷红外连续变焦成像光学系统。该系统由五片透镜组成,总质量仅为255 g,光学总长度为125 mm。设计结果显示,该系统结构简单紧凑、体积小、成像良好,在探测器对应的36 1p／mm特征频率处的调制传递函数（Modulation Transfer Function,MTF）值大于0.3,满足应用需求。

针对主动太赫兹成像中存在的图像品质差以及藏匿物品类别多样、训练样本稀缺且类别不平衡等问题,提出了基于用条件生成对抗网络构建的Mask-CGANs模型的目标分割网络和基于RetinaNet的目标检测识别网络,实现了太赫兹图像中藏匿物品的多目标分割和检测识别。针对分割任务提出的约束损失函数和网络结构,使模型在召回率和虚警率之间达到平衡且降低了对训练样本规模的要求。针对检测任务采用的损失函数提高了训练样本不平衡条件下的检测精度。

为对光时域反射计(Optical Time Domain Reflectometer, OTDR)数据进行去噪处理,提出了一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)与奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis, SSA)的去噪算法。首先,对OTDR数据进行VMD分解；然后根据相关系数准则判定有效分量,并采用SSA对与原信号相关系数较小的分量进行处理；再对所有分量求和,得到重构后的信号,从而实现数据信噪比的提高。经实验验证,该算法的去噪效果良好,容易实现,具有较大的实用价值。

研究了具有乘性信号和随机特征频率的分数阶振荡器中的随机共振现象。在低驱动频率的条件下,利用分数阶算子的性质推导出了系统输出信号的长时间解析表达式。结果表明,由于乘性信号、噪声和分数阶振荡器的相互作用,系统输出信号发生了共振现象。该现象出现在输出信号与噪声强度、噪声相关率、分数指数、粘滞阻尼系数以及系统特征频率的关系曲线上。此外,还讨论了输出信号对摩擦系数的非单调依赖性。

在碳纤维激光石墨化的过程中,丝束截面内存在较大的温差,导致碳纤维丝束毛丝现象严重。当激光超过一定功率时,甚至会出现断丝现象,严重影响碳纤维的连续激光石墨化。利用微波与激光对碳纤维进行协同石墨化,以减小石墨化过程中丝束的温差与热应力。针对微波加热的特殊性,设计出了一种可持续高效升温的加热腔；然后建立了电磁加热--激光加热--热辐射--流动传热--固体力学多物理场模型,并对其进行了仿真模拟。结果显示,微波的引入可以改善激光石墨化过程中丝束温度场的分布,并可有效减小丝束加热过程中的热应力。

探讨红外热成像(Infrared Thermography, IRT)技术是否可以作为类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis, RA)治疗疗效的评价手段之一。对30例中医辨证为风寒湿痹证型的类风湿关节炎患者进行了自身对照研究。治疗前后均使用HIR--2000A型红外热成像仪对患者的手掌部进行扫描检查,并记录测得的体表温度值。治疗前后患者手掌部的体表温度值差异有显著的统计学意义（P＜0.01）。将红外热成像技术尽早运用于类风湿关节炎治疗疗效的评价当中,对采用中医药治疗该病症有重要的理论及实际意义。

为了提升产品的可靠性,设计了一款工作在8～14 m波段的光学被动式无热化红外镜头。该镜头无需调焦即可在宽温度范围内清晰成像。系统选用可压型加工、适合大批量生产的新型硫系玻璃。本文中的光学镜头选用三片式结构,基于折/衍射原理设计而成,是一款光学被动式无热化镜头。该镜头的焦距为42 mm,F数为0.9,可匹配像元大小为14 m、像元数为640×512的非制冷长波红外探测器。这种镜头在-40 ℃～50 ℃温度范围内以及在全视场范围内均能清晰成像,其调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)在工作温度和全视场范围内均大于0.38@36 lp/mm,接近衍射极限。